Устройство для электромагнитного контроля движущихся ферромагнитных изделий

(57) Ишающемулий, в ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОПНРЫТИЯПРИ ГННТ СССР САНИЕ ИЗО(71) Институт прикладной физики АН БССР(56) Машины и приборы для испытания металлов и пластмасс, Сборник статей. - М.: Машиностроение, 1965, с. 79-84.Авторское свидетельство СССР М 822099, кл, С О 1 К 33/12, 1979,СТРОЙСТВО ДЛЯ ЭЛЕКТРОМАГНИТНОГОЛЯ ДВИЖУ 11 ИХСЯ ФЕРРОМАГНИТНЫХ обретение относится к нераз контролю материалов и изде частности к контролю твердо,801644019 А 1Щ)5 С 01 Ч 27/80/IС 01 2 33/12 ти движушихся малогабаритных ферромагнитных изделий, Целью изобретения является повышение достоверности и упрощение процесса поверки устройства за счет обеспечения поверки всей измерительной схемы минимальным количеством простых технических средств, В результате поверки устройства посредством переключателей 5 и 12 и эталонной катушки 21 индуктивности - "меры" магнитного потока - определяется работоспособность измерительного преобразователя 3, измерительного канала 4, источника 1 постоянного тока и намагничивающей катушки 2 поверяемого устройства. Результаты поверки поз- РЖ валяют с высокой достоверностью судить о работоспособности устройства в целом при его работе в производственных условиях. 2 ил,Изобретение относится к неразрушающему контролю материалов и изделий,в частности к контролю твердости движущихся малогабаритных ферромагнитныхизделий.Цель изобретения - повышение достоверности и упрощение процесса поверки устройства за счет обеспечениявозможности поверки всей измерительной схемы устройства минимальным количеством простых дополнительных технических средств.На фиг, 1 изображена структурнаясхема устройства; на фиг,2 - временные диаграммы сигналов на входе измерительного канала устройства в различных режимах его работы и поверки,Устройство содержит источник 1 постоянного тока с подключенной к нему 20намагничивающей катушкой 2, последовательно соединенные измерительныйпреобразователь 3 и измерительныйканал 4, первый переключатель 5,содержащий два синхронных коммутатора 25двух входов 6(9) и 7(10) на одинвыход 8(11), второй переключатель12, содержащий два синхронных коммутатора двух входов 13(16) и 14(17)на один выход 15 18 и две клеммы 19и 20, которые соединены с первыми выходами 8 и 15 соответственно первого5 и второго 12 переключателей и предназначенные для соединения эталонной катушки индуктивности, первый 6и четвертый 10 входы первого переключателя 5 подключены соответственно квходу и выходу намагничивающей катушки 2, первый 13 и четвертый 17входы второго переключателя 12 объеди иены и подключены к входу измерительного канала 4, третий вход 9 первого переключателя 5 соединен с вторымвходом 14 второго переключателя 12,второй выход 18 которбго подключенк выходу измерительного преобразователя 3, а второй вход 7 и второйвыход 11 первого 5 и третий вход 16второго 12 переключателей подключенык общему минусовому полюсу источника 1 постоянного тока. В устройство входит эталонная ка-, тушка 21 индуктивности - "мера" магнитного потока, подключаемая через55 амперметр 22 к клеммам 19 и 20.Намаг-, ничивающая катушка 2 одним входом соединена с источником 1 постоянного тока, второй вход катушки 2 соединен с четвертым входом 1 О первого переключателя 5.На фиг.1 обозначены исполнительный механизм 23, контролируемое изделие и направляющий желоб 25.Измерительный преобразователь 3охватывает направляющий желоб 25 инаходится за намагничивающей катушкой 2 по ходу движения контролируемого изделия 24. К выходу измерительного канала 4 подключен исполнительный механизм 23,Устройство работает следующим образом,В режиме работы, при котором устройство осуществляет контроль иэделий,первый 5 и второй 12 переключатели находятся в исходном состоянии, котороеизображено на фиг.1. Первый 8 и второй 11 выходы первого переключателя 5соединены соответственно с его .вторым 7 и четвертым 10 входами. Первый15 и второй 18 выходы второго переключателя 12 соединены соответственнос его вторым 14 и четвертым 17 выходами, При этом постоянный ток отисточника 1 постоянного тока протекает через намагничивающую катушку 2,а выход измерительного преобразователя 3 подключен на вход измерительного канала 4. Контролируемые изделия24, двигаясь вдоль направляющего желоба 25, пересекают область с постоянным намагничивающим полем, создаваемым намагничивающей катушкой 2,и движутся дальше в намагниченномсостоянии. Пересекая в процессе своего дальнейшего движения область расположения измерительного преобразователя 3, намагниченное контролируемоеизделие 24 индуцирует на его выходеЭДС, вид которой изображен на фиг,2(а),которая поступает на вход измерительного канала 4, Измерительный канал 4осуществляет обработку этой ЭДС по известному методу, заключающемуся в выделении иэ нее однополярного импульса и интегрировании его. Результатинтегрирования в измерительном канале 4 сопоставляется с предварительно установленными пределами, годности контролируемых изделий 24 по измеренному параметру, По результату сравнения измерительный канал 4 Формируетсигнал на управление исполнительныммеханизмом 23.Поверка устройства осуществляется следующим образом, 5 164401К клеммам 19 и РЯ устройства подключают эталонную катушку 21 индуктив 1 1ности - меру магнитного потока, в цепь которой включают амперметр 22 постоянного тока. "Меру" целесообразно изготовить таких размеров и из такого провода, чтобы ее сопротивление было близко к сопротивлению намагничивающей катушки 2. Корпус "меры" изготавливают таких геометрических размеров диаметра ) чтобы было обеспечено его свободное движение вдоль направляющего желоба 25 практически без возможности поперечных смещений. Предусмотрено два этапа поверки устройства. На первом этапе поверки осуществляется поверка измерительного преобразователя 3 и измерительного канала 4. При этом второй переключа- Ю тель 12 остается в исходном состоянии. Измерительный преобразователь 3 подключен к измерительному каналу 4. Первый переключатель 5 переводится во включенное состояние, т.е. пер вый 8 и второй 11 выходы первого переключателя 5 подключаются соответственно к его первому 6 и третьему 9 входам. Ток с .выхода источника 1 постоянного тока перестает протекать через 3 О намагничивающую катушку 2, а протекает через "меру" магнитного потокапо следующей цепи.первый вход 6 - первый выход 8 первого переключателя 5 - первая клемма 19 - амперметр 22- "мера" - вторая клемма 20 - первый выход 15 - второй вход 4 второго переключателя 12 - третий вход 9 - вто. рой выход 11 первого переключателя 5 - общая шина устройства. После 4 О этого перемещают "мару" вдоль направляющего желоба 25 сквозь измерительный преобразователь 3. Характер движения "меры" задают аналогичным движению контролируемых изделий 24 впроцессе контроля. ЭДС Яиндуцируемая движущейся мерой в измерительном преобразователе 3 (1 иг.2 б),по своей амплитудно-временной зависимости аналогична ЭДС(Аиг,2 а) . Я индуцируемой в измерительном преобразователе 3 контролируемым издели-. ем 24. Поэтому измерительный канал 4 работает в обычном режиме. Показания измерительного канала 4 поверяе мого устройства И 1 должны быть равныК 1 "К 1 М 4%где К - постоянный для поверяемого Ц 6устройства коэЬициент; 1 - величина тока, протекавшего от источника 2 постоянного тока через "меру" ( может быть измерена амперметром 22); М- коэййициент определяемый максимальным значением магнитного потокосцспления измерительного преобразователя 3 и "меры" (т.е, их конструкцией и геометрическими размерами), Значение коэффициента Мвычисляется по известным соотношениям или определяется по результатам аттестации поверяемого устройства и меры магнитного потока до начала их эксплуатации, Таким образом, при задан 11 11 ном значении 1 тока через меру магнитного потока результат измерения Ч 1 должен иметь строго определенное значение, При необходимости операция перемещения меры" сквозь преобразователь 3 может быть повторена при других значениях тока: 1112 1 П от источника 1 постоянного тока поверяемого устройства, При этом должны быть получены строго определенные резуль таты измерения "-11111,11111 (в том случае, если источник 1 постоянного тока, измерительный преобразователь 3 и измерительный канал 4 работоспособн.). При невыполнении этого условия поверяемое устройство считается неработоспособным и его эксплуатация запрец 1 ается,Для проверки работоспособности намагничивающей катушки 2 (отсутствие обрыва или коротких замыканий в ней) осуществляют второй этап поверки. При этом первый переключатель 5 возвращают в исходное состояние (ток от источника 1 постоянного тока снова протекает по намагничиваю" щей катушке 2 , а второй переключатель 12 переводят во включенное состояние,т.е. первый 15 и вторгй 18 выходы второго переключателя 12 подключают соответственно к его первому 13 и третьему 16 входам, Измерительный преобразователь 3 отключается тем самйм от входа измерительного канала 4, к которому подключается "мера" магнитного потока, Это подключение осуществляется по цепи общая шина устройства - второй вход 7 - первый выход 8 первого переключателя 5- первая клемма 19 - амперметр 22 - "мера - вторая клемма 20 - первый выяход 15 - первый вход 13 второго переключателя 12 - вход измерительногоканала 4. После этого перемещают "меру" вдоль направляющего желоба,25 через область с намагничивающим полем сквозь намагничивающую катушку 2), При этом "мера" играет раль измерительного преобразователя, Амплитудно-временная зависимость сигнала (фиг.2 в) на выходе "меры" в этом случае аналогична амплитудно-временОной зависимости сигнала Я (фиг,2 с) измерительного преобразователя 3 при движении сквозь него контролируемого изделия, поэтому измерительный канал 4 поверяемого устройства работает в нормальном режиме. При заданном значении тока 1 1 через намагничивающую катушку после прохождения "мерой" области с намагничивающим полем показания измерительного канала 4 поверяемо, 20го средства , должны быть равны0=1.1 фИс с -где М- коэЬЛициент определяемый максимальным значением магнитного по токосцепления "меры" и намагничивающей катушки 2 (т.е. их геометрическими размерами . Значение коэффициента М вычисляется по известным соот.ношениям или определяется по результатам аттестации поверяемого устройства до начала его эксплуатации.Таким образом, при заданном значении 11 тока через намагничивающую катушку 2 результат измерения М35 должен иметь строго определенное значение. При необходимости операция перемещения "меры" через область с намагничивающим полем может бытьповторена при других значениях тока 11, 1 и через намагничивающую катушку 2 поверяемого устройства. При этом должны быть получены строго определенные результатыизмерения 111 аси (в том слу чае, если намагничивающая катушка 2, источник 1 постоянного тока и измерительный канал4 работоспособны. При невыполнении этого условия поверяемое устройство считается неработоспособным и его эксплуатация запрещается.Для осуществления контроля изделий первый 5 и второй 12 переключатели устанавливаются в исходное55 (выключенное) состояние. Случай, когда оба переключателя 5 и 12 переведены во включенное состояние, напри 1 мер, по ошибке оператора,не приводит к выходу из строя поверяемого устройства, поэтому специальной защиты отнего не требуется,Таким образом, результаты поверкиопределяются работоспособностью измерительного преобразователя 3, измерительного канала 4, источника 1 постоянного тока и намагничивающей катушки 2 поверяемого устройства и позволяют с высокой достоверностью судитьо его работоспособности. Данное устройство и осуществляемые операции егоповерки просты, не требуют использования дополнительных средств, кромеуказанной "мерымагнитного потока иамперметра 22 постоянного тока (которые просты по конструкции и в то жевремя могут быть аттестованы с высоким классом точности), не требуютперемещения намагничивающей катушки 2и измерительного преобразователя 3,что позволяет жестко закрепить их напути движения контролируемых изделий 24. В процессе поверки не требуется осуществлять подключение и отключение дополнительных приборов, кромепереключения первого и второго переключателей устройства, что также упрощает проведение поверки устройствав производственных условиях.Формула изобретенияУстройство для электромагнитного контроля движущихся ферромагнитных изделий, содержащее источник постоянного тока с подключенной к нему намагничивающей катушкой, последовательно соединенные измерительный преобразователь и измерительный канал, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения достоверности и упрощения поверки устройства, оно снабжено первым и вторым переключателями, каждый из которых содержит по два синхронных коммутатора двух входов на один выход, и двумя клеммами, соединенными с первыми входами соответственно первого и второго переключателей и предназначенными для подсоединения эталонной катушки индуктивности, первый и четвертый входы первого переключателя подключены соответственно к входу и выходу иамагничивающей катушки, первый и четвертый входы второго переключателя объединены и подключены к входу измерительного канала, третий вход первого переСоставитель А, ЧерныхРедактор Н, Лазаренко Техред Л.Олийнык КоРРектоР О, Ципл Тираж 418 аз 12 твенного комитет 113035, Москва,КНТ СС В о изобретения35, Раушская осуд твенно-издательский комбинат "Патент", г,ужгород, ул. Гагарина,10 Произв 16440 ключателя соединен с вторым входом второго переключателя, второй выход которого подключен к выходу измерительного преобраЗователя, а вторыег 1119вход и выход первого и третий входвторого переключателя подключены кобщему минусовому полюсу источникапостоянного тока,Подписное и открытиямаб., д. 4/5